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10.X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素,且原子序数依次增大.X的最高正价和最低负价的绝对值相等,Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,Z原子未成对电子数在同周期元素中最多,W与Z同周期,第一电离能比Z的低,R与Y同一主族,Q的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态.请回答下列问题:
(1)R核外电子排布式为1s22s22p63s23p2.
(2)X、Y、Z、W形成的有机物YW(ZX2)2中Y、Z的杂化轨道类型分别为sp2、sp3,ZW3-离子的立体构型是平面三角形.
(3)下列关于Y2X2分子和X2W2分子的说法正确的是b.
a.分子中都含σ键和π键
b.Y2X2分子的沸点明显低于X2W2分子
c.都是含极性键和非极性键的非极性分子
d.互为等电子体
(4)将Q单质的粉末加入到ZX3的浓溶液中,并通入W2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式为2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-.
(5)W和Na的一种离子化合物的晶胞结构如图,该离子化合物为Na2O(填化学式).Na+的配位数为4,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为立方体.已知该晶胞的密度为ρg•cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则两个最近的W离子间距离为$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×10-7 nm.(用含ρ、NA的计算式表示)

分析 X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素,且原子序数依次增大.X是所有元素中原子半径最小的,则X为H元素;Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,核外电子排布为1s22s22p2,故Y为C元素;R与Y同一主族,结合原子序数可知,R为Si,而Z原子单电子数在同周期元素中最多,则外围电子排布为ns2np3,原子序数小于Si,故Z为N元素;W与Z同周期,第一电离能比Z的低,则W为O元素;Q的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态,不可能为短周期元素,原子序数小于30,故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则Q为Cu元素,据此解答.

解答 解:X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素,且原子序数依次增大.X是所有元素中原子半径最小的,则X为H元素;Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,核外电子排布为1s22s22p2,故Y为C元素;R与Y同一主族,结合原子序数可知,R为Si,而Z原子单电子数在同周期元素中最多,则外围电子排布为ns2np3,原子序数小于Si,故Z为N元素;W与Z同周期,第一电离能比Z的低,则W为O元素;Q的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态,不可能为短周期元素,原子序数小于30,故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则Q为Cu元素,
(1)Si核外电子排布式为:1s22s22p63s23p2,故答案为:1s22s22p63s23p2;
(2)H、C、N、O形成的有机物CO(NH2)2,分子中C原子形成3个σ键,没有孤电子对,C原子采取sp2杂化,N原子形成3个σ键,含有1对孤电子对,N原子采取sp3杂化;
NO3-离子的立体构型是平面三角形,
故答案为:sp2、sp3;平面三角形;
(3)下列关于C2H2分子和H2O2分子中
a.H2O2分子中只含σ键,故b错误;
b.H2O2分子分子间存在氢键,其沸点明显高于C2H2分子,故正确;
c.过氧化氢是含极性键和非极性键的极性分子,故错误;
d.两者价电子总数不等,不是互为等电子体,故错误;
故选:b;
(4)将Cu单质的粉末加入到NH3的浓溶液中,并通入O2,充分反应后溶液呈深蓝色,反应生成[Cu(NH3)4]2+,该反应的离子方程式为:2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-,
故答案为:2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-;
(5)晶胞中Na+离子数目为8,O2-离子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,Na+离子、O2-离子数目之比为2:1,故该晶体化学式为Na2O,由图可知,每个Na+离子周围有4个O2-离子,Na+离子配位数为4,距一个阴离子周围最近的所有阳离子有8个,8个钠离子构成的几何体为:立方体,
面心O2-离子与顶点O2-离子距离最近,晶胞质量为$\frac{4×62}{{N}_{A}}$g,该晶胞的密度为ρg•cm-3,而晶胞体积为$\frac{4×62}{{N}_{A}}$g÷ρg•cm-3=$\frac{248}{ρ{N}_{A}}$cm3,晶胞棱长为$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm,则两个最近的W离子间距离为$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$×$\frac{\sqrt{2}}{2}$cm=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×10-7nm,
故答案为:Na2O;4;立方体;$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×10-7nm.

点评 本题是对物质结构的考查,涉及核外电子排布、杂化轨道、分子构型、晶体类型与性质、配合物、晶胞结构与计算等,需要学生具备扎实的基础,难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

10.有机化合物F是治疗感冒药物的主要成分之一,A蒸气密度是相同条件下氢气密度的53倍.用A合成F的一种路线如图:

已知
RX+Mg$\stackrel{无水乙醚}{→}$R-MgX
+R-Mgx→$\stackrel{H+/H_{2}O}{→}$(R代表烃基,X代表卤素原子)
回答下列问题:
(1)R-H名称为乙烷;A分子中最多有14个原子在同一个平面上.
(2)D中含氧官能团的名称为羰基;反应⑤的反应类型为还原反应.
(3)写出反应②的化学方程式:.
(4)B的消去反应产物可以用于合成高分子化合物G,请写出 G的结构简式:.
(5)满足下列要求的C的同分异构体有22种;
①能与氢氧化钠溶液反应;②分子中含有两种官能团;③考虑顺反异构
(6)有机物   是合成感冒药物中的一种原料,实验室可用环己烯按以下合成路线合成该有机物:

从环己烯到N可以通过多种途径实现,其中步骤最少可以通过2步完成;请写出N和Z的结构简式:N;Z.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列叙述错误的是(  )
A.氦气可用于填充飞艇B.氯化铁可用于硬水的软化
C.石英砂可用于生产单晶硅D.聚四氟乙烯可用于厨具表面涂层

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子.元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同.回答下列问题:
(1)单质M的晶体类型为金属晶体,晶体中原子间通过金属键作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为12.
(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,其同周期元素中,第一电离能最大的是Ar(写元素符号).元素Y的含氧酸中,酸性最强的是HClO4(写化学式),该酸根离子的立体构型为正四面体.
(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示.
①该化合物的化学式为CuCl,已知晶胞参数a=0.542nm,此晶体的密度为$\frac{4M(CuCl)}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm-3.(写出计算式,不要求计算结果.阿伏加德罗常数为NA)
②该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物.此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为[Cu(NH3)4]2+.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去).实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO.由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸.
可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳.已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O

(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中乘放的药品依次是3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后,继续进行的操作是通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)装置①中发生反应的离子方程式是Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
(4)装置②的作用是将NO2转化为NO,发生反应的化学方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO
(5)该小组得出的结论依据的试验现象是装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)试验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色.甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体.同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确.这些方案中可行的是(选填序号字母)acd
a、加热该绿色溶液,观察颜色变化
b、加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c、向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d、向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体,观察颜色变化.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,在碱性环境中稳定存在.NaClO2 饱和溶液在低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38℃时析出晶体是NaCl02,高于60℃时NaCl02分解成NaClO3和NaCl.工业生产NaClO2的主要流程如下:

请回答下列问题:
(1)在无隔膜电解槽中电解饱和NaCI溶液生产氯酸钠时,阴极产物是H2和NaOH.
(2)装置I中反应时须使NaClO3稍微过量,目的是防止生成的ClO2气体中混有SO2杂质,引起产品不纯.
(3)装置Ⅱ中发生反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O.该反应须保证溶液的碱性在一定pH范围内,下列可精确检测反应过程中溶液酸碱性,且对NaCl02的纯度和产率不会造成影响的是c.
a.酚酞试液       b.pH试纸      c.pH计
(4)装置Ⅰ中生成物A的化学式是Na2SO4,为降低生产成本,实现物质的再利用,用装置Ⅲ电解A的饱和溶液,部分产物可作为装置Ⅰ和装置Ⅱ的反应物,其中可为装置Ⅱ提供的物质为C(选填“B”、“C”).
(5)从装置Ⅱ反应后的溶液获得NaCl02晶体的操作步骤为:①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③用38-
60℃的温水洗涤;④低于60℃干燥,得到产品,采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”的原因是常压蒸发温度过高,NaClO2容易分解.
(6)某学习小组用碘最法测定产品中NaCl02的含量,实验如下:
a.准确称取所得NaCl02样品1.0g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成250mL待测溶液.(己知:ClO2-+4I-+4H+=2H20+2I2+Cl-)
b.移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用0.2000mol•L-1 Na2S203标准液滴定至终点.重复滴定2次.(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①达到滴定终点时的现象为滴入最后一滴标准溶液,溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化.某次滴定达到终点时滴定管液面刻度如图,读数为22.40.
②若3次滴定平均消耗Na2S203溶液的体积为20.00mL,则样品中NaCl02的质量分数为90.5%.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

2.工业上可用如图装置测定黄铁矿(主要成分为FeS2)中硫的质量分数(忽略SO2、H2SO3与氧气的反应)

实验的正确操作步骤如下:
A.连接好装置,并检查装置的气密性
B.称取研细的黄铁矿样品
C.将2.0g样品小心地放入硬质玻璃管中
D.以1L/min的速率鼓入空气
E.将硬质玻璃管中的黄硫铁矿样品加热到800℃~850℃
F.用200mL的饱和碘水吸收SO2,发生的反应是:I2+SO2+2H2O═2HI+H2SO4
G.吸收液用CCl4萃取
H.取20.00mL吸收液,用标准0.2000mol•L-1的NaOH溶液滴定.
试回答:
(1)写出装置③中发生反应的化学方程式4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2.
(2)步骤G中所用主要仪器是分液漏斗,应取上(填“上”或“下”)层溶液进行后续实验.
(3)装置①的作用是除去空气中的还原性气体,提高实验的准确率.
(4)步骤H中滴定时应选用酚酞作指示剂,可以根据滴入最后一滴NaOH溶液后,溶液变为浅红色,并在半分钟内不褪色现象来判断滴定已经达到终点.
(5)假定黄硫铁矿中的硫在操作E中已全部转化为SO2,并且被饱和碘水完全吸收.滴定得到的数据如表所示:
滴定次数待测液体的体积/mL标准碱溶液的体积/mL
滴定前滴定后
第一次20.00mL0.0020.98
第二次20.00mL0.2220.20
第三次20.00mL0.3620.38
则硫铁矿样品中硫元素的质量分数为16.0%(保留小数点后1位)
(6)也有人提出用“沉淀质量法”测定黄铁矿中含硫质量分数,若用这种方法测定,最好是在装置⑤所得吸收液中加入下列哪种试剂D.
A.硝酸银溶液    B.氯化钙溶液     C.澄清石灰水      D.氯化钡溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.常温下,向20mL某浓度的硫酸溶液中滴入0.1mol•L-1氨水,溶液中水电离的氢离子浓度随加入氨水的体积变化如图.下列分析正确的是(  )
A.由图可知稀硫酸的浓度为0.1 mol•L-1
B.b点溶液pH=7
C.c点所示溶液中:c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
D.d点所示溶液中:c(NH4+)=2c(SO42-)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.在某温度时,将nmol•L-1氨水滴入10mL1.0mol•L-1盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是(  )
A.a点Kw=1.0×10-14
B.25℃时NH4Cl水解常数为:(n-1)×10-7mol•L-1(用n表示)
C.b点:c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
D.水的电离程度:b>c>a>d

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